超大吨位转体施工桥梁建造关键技术创新与应用-东南大学科研院

高速铁路超大吨位自锚式拱桥转体施工技术
何永昶
【期刊名称】《上海铁道科技》
【年(卷),期】2011(000)002
【摘要】沪杭高速铁路的(88+160+88)m自锚体系的上承式水平转体施工拱桥,结构形式新颖,为世界高速铁路上首次修建于软土地基上且采用自锚式转体施工的桥梁,单铰的转体重量高达16 800 t.以该桥为工程背景,阐述以下球铰与转盘的安装技术、转体施工牵引力计算和配重计算、转体施工位置控制和微调系统、试转试验以及转体过程中的控制原则,对桥梁的转体施工具有重要的参考价值.
【总页数】3页(P85-87)
【作者】何永昶
【作者单位】上海铁路局建设管理处
【正文语种】中文
【相关文献】
1.郑州中心区铁路跨线桥超大吨位转体施工技术
2.跨线自锚式拱桥转体施工技术
3.沪杭高速铁路大跨度自锚式转体拱桥现浇膺架施工
4.超大吨位非对称曲线梁斜拉桥转体施工技术
5.高速铁路自锚上承式拱梁组合体系超大吨位转体桥施工技术
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大跨度桥梁施工新技术摘要：迈入21 世纪，中国桥梁建设科学技术水平得到很大提升，一大批新结构、新材料、新工艺纷纷出现。

中国桥梁建设规模大、速度快，并已拥有许多创新专利，形成了某些方面的优势。

本文介绍了几种大跨度桥梁常用的新型施工技术。

关键词：桥梁施工；新技术；施工工艺中国桥梁建设规模大、速度快，但由于桥梁结构形式多样，且桥位建设条件复杂多样，一些新型桥梁施工技术也纷纷出现，包括悬臂施工技术、顶推施工技术、转体施工技术、索塔施工技术。

1、悬臂施工技术悬臂法因其大大减少施工辅助结构及桥上施工工作量，进而改善工作条件，加快施工进度，已经普遍应用于高速铁路的桥梁施工现场。

[1]悬臂施工方法是一种无支架施工技术，主要适用于不能使用支架现浇但不经济的情况，施工过程不受通行的限制，也不受山和湖泊等地形的限制。

悬臂施工方法最早主要用于修建钢桥和预应力混凝土T构桥，随着悬臂施工技术的进步与完善，加上机械化程度及施工控制水平的不断提高，悬臂施工方法已成为现代大跨度桥梁建造的重要施工方法，其优点是可以减少施工设备，减少所使用的模板数量且能高校周转循环利用，由于事先机械化和循环重复作业，从而可以改进工艺并提高工程质量。

1.1悬臂浇筑法悬臂浇筑法是用挂篮分段现浇主梁（或拱肋），待混凝土达到要求强度并张拉预应力后，将挂篮前移到下一节段，用于浇筑下一节段混凝土。

悬臂浇筑的每一节段将要承受随后浇筑节段的自重及施工机具、人员等荷载，并要保持悬臂对称和平衡稳定。

一般悬臂浇筑的节段长度为3-8m，节段太长会引起前面节段过大的内应力。

1.2悬臂拼装法悬臂拼装是将场内预制好的梁段或拱段，用悬臂起吊机起吊到已完成结构端部进行拼装，一个节段拼装完成后，将吊机移动至下一个节段，进行下一节段的拼装，最终在跨中合龙，或拼接至墩台上，预制梁段长度一般为2-5m，过短会导致拼装缝太多，不利于结构受力，过长会导致施工内应力太大，对设备要求也会变高。

2、顶推施工技术随着我国交通工程建设的快速发展，公路、市政、铁路等交通工程在跨越既有线（铁路、公路、河道）时，由于运营繁忙或场地限制，其它施工方法无法满足要求时，。

研发大跨度深水深基础桥梁建造技术作为现代桥梁施工中最重要的技术大跨度桥梁施工技术具有许多优势，例如施工工期较短、对应用空间要求小以及对交通不产生过大影响等。

目前国内的大跨度桥梁施工存在着一些较为明显缺陷，其中包括施工人员素质不高、质量控制工作不到位等。

为了最大限度地保障桥梁施工工程的质量、控制建设成本，施工人员工须要掌握各类大跨径连续桥梁的施工要点。

深圳港海湾大桥主桥采用三塔双索面混合梁斜拉桥，主塔高122.8米，是目前世界最高的三塔单索面混合梁斜拉桥，建成后将成为世界上跨度最大、高度最高的跨海大桥。

海湾大桥由中铁大桥局承建，该项目是我国首次在跨海大桥基础工程建造中应用大直径钻孔灌注桩、无碴轨道施工等新技术。

它的建设为我国桥梁建设领域积累了大量经验，为深水港建设提供了新的选择。

该项目首次将深水港建设中的特殊需求转化为技术创新，在深水港建设中应用了多项新技术和新工艺，如无碴轨道施工技术、超大直径钻孔桩施工技术等，形成了具有自主知识产权的核心技术。

一、项目简介海湾大桥位于深圳市盐田港后方陆域，主桥采用三塔单索面混合梁斜拉桥，主跨长度为1016米，是目前世界上跨度最大、高度最高的跨海大桥。

海湾大桥桥址区海域流速较大，地质复杂，海底地形地貌多变，在主桥建设过程中，主要面临的技术难题有：(一)主桥基础施工采用的大直径钻孔灌注桩施工技术;(二)主桥基础采用的无碴轨道施工技术；(三)主桥钢桁梁制造安装技术等。

海湾大桥作为我国第一座大型跨海桥梁，是目前世界上跨度最大、高度最高的跨海大桥。

它的建设对我国跨海桥梁建设具有重要意义。

海湾大桥建成后将成为世界上跨度最大、高度最高的跨海大桥，在世界桥梁建设史上具有里程碑意义。

项目负责人、中铁大桥局集团副总工程师何江川介绍，深圳港海湾大桥项目的建设是中国桥梁建设领域的一次突破，为深水港的建设提供了新的选择，为我国桥梁建设领域积累了大量经验。

深圳港海湾大桥作为深水港核心工程，其基础工程是一项极具挑战性的工程。

- 124 -工 程 技 术1 大跨度桥梁转体系统有限元模型构建1.1 建立微凸接触面模型利用 ABAQUS 软件对单面微凸体进行数值模拟，并对其正接触特性进行分析。

该文将单面微凸接触问题简化为一个刚性压力针与一个弹性薄片的接触问题。

从结构的对称性出发，针对球面、抛物面和余弦面3种不同类型的旋转体，采用了轴对称元，以提高计算效率；对一个椭球，将构建一个1/4的三维结构。

在此基础上，考虑到接触面上的应力比较集中，并在此基础上，对接触面上的微凸体进行了局部网格加密。

该模型以210 GPa 的弹性模量和0.3的泊松系数为基础，对该模型进行了数值模拟[1]。

该模型以平面—平面接触的方式来模拟微凸体和弹性平板的接触。

通过对参考点的“耦合”，使参考点产生一个向下的位移，来仿真微凸体的接触特性[2]。

根据上述论述，得到如图1所示的有限元分析结果。

从接触模型中获取了接触面的法向反力和、最大应力值和接触半径等数据，通过等效弹模和压力头的几何尺寸对有限元的结果进行归一化，将其与 Hetz 理论进行比较，并得到荷载—位移曲线对比结果，如图2所示。

计算结果与赫兹理论符合得很好，曲线趋势一致，数值相近，证明了有限元模型是正确的。

结合上述有限元模型，得出刚性球体与弹性板接触的实际接触半径和集中荷载之间的关系，如公式（1）所示。

1334*PR a E =（1）式中：a 为圆接触面半径。

P 为在球体上施加的荷载大小。

R 为球半径。

E*为弹性体等效弹模。

E*的计算如公式（2）所示。

2*1E E v =− （2）式中：E 为球体弹性模量。

v 为球体泊松比。

根据上述公式得到平均接触应力，如公式（3）所示。

/P A （3）式中：A 为圆接触面的面积。

1.2 转动体系有限元分析如图3所示，从大跨度桥梁转体位置平面图可以看出，转动系统包括上、下转盘、球铰、转体牵引系统等。

根据有限元结果，提取转动前球铰接触面上部分点的大跨度桥梁转体施工中接触面设计及计算分析李心智（苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 210000）摘 要：为改善大跨度桥梁转体施工中接触面应用分布情况，该文对其接触面进行设计与计算，通过建立微凸接触面模型，对转动体系有限元模型进行分析，计算接触面力学，构建大跨度桥梁转体系统有限元模型。

超大吨位转体桥转动体系安装施工工法1前言随着建筑行业及桥梁施工技术的不断发展，转体桥在行业内越来越多的被应用到交通建设中，作为跨越公路、铁路及其他重要结构物的交通设施，而转体桥的主要转动结构球铰的安装控制也成为转体施工顺利实施的关键。

由华建九建承建的汾酒大道高架桥工程采用世界首创的水平二次转体法施工，是目前世界上转体重量最重（2.366万吨）、转体悬臂最长（173.75m）、转体梁宽最宽（36.3m）的钢箱梁转体斜拉桥，也是目前华建系统内承建的最大重量转体桥。

转动体系的安装工程是转体施工顺利与否的关键，为了确保转体施工的顺利进行，由华建九建汾酒大道高架桥项目研究开发并形成超大吨位转体桥转动体系安装施工工法，成功在项目实施，目前已受理发明专利一项。

2工法特点2.0.1骨架分块运输、现场组拼、整体吊装，精确微调环形滑道体量相对较大，在加工厂内将滑道骨架分成若干小块加工，运输至现场后组拼成整体，再吊装到位，最后精调将水平误差降至最低。

2.0.2严控混凝土质量，杜绝二次修补转动体系承受着上部结构万吨级的荷载，所以混凝土的施工质量极其重要，施工过程中严格控制混凝土施工质量，尤其是球铰及环形滑道周边，不得镂空、漏振等。

2.0.3球铰滑动面结构精密，曲线滑动面精确球铰构件精密，尤其四氟滑块作为上下球铰间减小摩擦力的主要结构，由上千个具有唯一性的四氟滑块一一嵌入对应的欠槽内形成一个近乎完美的滑动曲面。

2.0.4转动体系放置时间久，球铰防护周期长转动体系安装完成后，需搁置较长时间直至上部结构施工完成方可进行转体施工，球铰又是精密结构，为了保证球铰转动面的滑移性，需对球铰进行良好保护，避免滑动面污染，直至转体完成浇筑封铰混凝土。

2.0.5提高上部结构稳定性，增设辅助支撑球铰作为主桥的主要承重和传力结构，承受着主桥的万吨级荷载，为了进一步提高整个主桥体系的稳定性，同时提高转体作业时的安全性，在原设计球铰及撑脚系统的基础上，设置辅助支撑、限位措施。

大跨度桥梁平转法施工技术摘要：随着我国经济的发展和进步，交通运输行业也取得了不错的发展和成绩。

大跨度桥梁作为交通运输的重要组成部分，因此而受到关注，其中针对大跨度桥梁平转法施工技术的研究比较多。

本文主要针对平转系统施工关键技术、转体施工、完成转体后上下盘封固等技术工艺措施进行总结、分析，及时调整优化工工艺和参数，顺利完成桥梁转体施工。

关键词：大跨度转体桥；转体施工；精度控制引言随着目前钢结构加工技术的不断进步，桥梁转体施工工艺日趋简单，融合多种技术，令转体桥施工技术变得越来越成熟。

具体来讲就是转动体重量剧增，转体更加灵活。

本文主要结合沪昆铁路云南段沾益特大桥施工实例简述大跨度桥梁平转法施工技术。

1转体施工关键技术本联转体连续梁位于曲线上，曲线曲做。

转体施工对转体系统、梁体配重及施工监测要求较高，其控制精度直接影响转体效果。

为保障转体施工顺利完成，前期应做好过程控制及准备工作。

1.1转体系统精度控制该桥转体系统由上盘、下承台、上下球铰、撑脚、滑道、牵引系统组成，以球铰支承为主，撑脚起控制转体稳定的作用，转体系统设计承载力85000KN，设计最大偏心0.2m，采用牵引系统施加转动力矩。

球铰安装：骨架安装完毕后，进行下球铰安装，球铰安装时，测量人员对球铰中心精确放样，球铰中心纵、横向位移误差ξ≤1mm，下球铰精平由螺母调整校平，精平后球铰平面相对高差?≤0.5mm，混凝土浇筑前要对下球铰进行及时的覆盖保护。

滑道安装：滑道由8块2.4cm厚环形钢板通过螺栓与滑道骨架连接，骨架与滑道钢板在安装前进行螺栓连接整体吊装。

吊装前由测量单位进行精确放样，吊装完成后进行调平，调平分为粗调和精调两部分，精调时利用滑道可调螺栓进行精平，滑道顶面平整度要求高差小于1mm。

转动试验：上球铰吊装完成后，进行转体试验，即采用人工进行上球铰转动，模拟转体转动，将上、下球铰间的多余黄油、四氟粉混合剂挤出，使得上球铰与聚四氟乙烯板密贴，观察转动效果，以做及时处理。

桥梁转体施工关键技术研究及应用作者：潘国安来源：《价值工程》2017年第10期摘要：转体施工作为桥梁建造的一项新技术，近些年在桥梁施工领域的应用范围不断扩大。

本文针对于其技术原理及应用优势，结合实际案例，重点阐述转体施工的关键技术、力学试验、转体参数计算等内容，以丰富转体理论研究资料，为转体桥梁施工提供参考。

Abstract： Aimed at the new bridge construction technology of bridge rotation construction in recent years， this paper analyzes its technical principles and advantages. Combined with the actual case， the key technology， mechanical test and parameter calculation of bridge rotation application are discussed in detail. With abundant data of rotation theory， the references for further bridge rotation construction are provided.关键词：桥梁转体；施工技术；研究及应用Key words： bridge rotation；construction technique；research and application中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）10-0128-030 引言转体法是近些年桥梁施工中较为流行的新型桥梁建造技术。

由于该工艺普及较晚，且多应用于跨沟谷及既有线等特殊桥位的桥梁工程中，因此可供参考的理论研究资料还比较有限。

对此，本文结合工程实例对桥梁转体施工技术进行全面解析，以丰富理论资料，供其它转体工程参考。